一种基于物联网的水文数据监测方法与流程

本发明涉及人工智能，更具体地涉及一种基于物联网的水文数据监测方法。

背景技术：

1、水是人类生活和经济发展的基本需求，水资源的分布和变化受到自然和人为因素的共同影响，如气候变化、地形地貌、土地利用变化等，这些因素使得水资源状况呈现出极大的不确定性，因此需要监测并合理管理水资源，为了合理开发、利用和保护水资源，预防和应对水灾害，水文数据监测应运而生。通过对水文数据的长期、连续、系统的监测，可以揭示水资源变化的规律，为政府决策、工程设计、水资源评价、环境保护等方面提供科学依据；

2、然而上述过程仍然具备以下缺点：

3、其一、现有的水文数据监测因对数据采集的方法不够严谨，因此会导致数据质量出现错误，监测的数据存在误差，降低了数据利用率，从而会使监测结果不够准确；

4、其二、水文数据监测体系在应对水文数据变化方面的分析仍有待提高，缺少自动化的分析流程和预警方案，进而对地质灾害事件的监测、预测和预警能力更加不足，难以满足防灾减灾的需求。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种基于物联网的水文数据监测方法，以解决上述背景技术中存在的问题。

2、本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的水文数据监测方法，包括：

3、s1：用于设置传感器节点通过有线网络与物联网平台相连接，对水文数据进行实时采集，再对水文数据按流域划分为若干个子区域，并编号为1,2,3……n，同时将采集的水文数据传输至步骤s2；

4、s2：基于对采集的子区域水文数据进行处理，得到地下水位变化、降雨量、径流量、土壤含水量及水温变化；

5、s3：基于对处理后的子区域水文数据进行具体分析，得到水文相关系数、环境影响系数及地形变化系数；

6、s4：基于水文相关系数、环境影响系数及地形变化系数进行分析推导，得出灾害预测评估指数，通过灾害预测评估指数对各区域水文发展趋势进行分析，进而对各区域地质灾害进行预测，并将计算出的灾害预测评估指数传输至步骤s5；

7、s5：基于水文数据对各区域地质情况进行实时检测，并通过计算出的灾害预测评估指数对各区域地质灾害风险进行评估，以确定各区域是否存在地质灾害的风险，将评估的地质灾害风险结果传输至步骤s6；

8、s6：用于将监测到的各区域水文数据进行反馈，并根据所评估的地质灾害风险结果进行预警提示，并提供相关的解决方案。

9、优选的，所述步骤s1是通过在水文监测区域内，放置多个水文传感器节点，将各传感器节点通过有线网络连接到物联网平台上，对水文数据进行实时采集并监测，并通过区域划分来设置多个采集区域，对各采集区域的水文数据进行分类处理，将采集的水文数据按区域进行存储至数据库中。

10、优选的，所述步骤s2是通过将各区域水文数据进行提取、清理及筛选，得到与产生地质灾害相关各项参数，对其进行计算；

11、所述地下水位变化是指各区域内的地下水水位在一定时期内的发生上升或下降的变化，当地下水位升高或下降时，导致土壤的饱和度或粘土含量增加的情况发生，从而使地质灾害的发生概率增加，计算公式为地下水位变化a表示地下水位的初始值，b表示地下水位上升或下降，c1，c2，…，cj表示地下水位的时间序列数据；

12、所述降雨量是用于不同区域对于降雨量的增加或下降会导致地质灾害发生的概率和风险，计算公式为降雨量p表示降雨深度，t表示降雨历时，k，m，d表示地方参数；

13、所述径流量是指降雨、融雪或其他水源输入到地表水系统中的水量，径流量是准确估算地质灾害的指标之一，计算公式为径流量ri表示各区域流域面积的平均径流深，ai表示各区域流域面积，n表示n个区域；

14、所述土壤含水量是指对各区域内的土壤水分含量进行实时检测，计算公式为土壤含水量λ表示土壤含水量的日消退系数，ht表示第t日的前期影响雨量，ht+1表示第t+1日的前期影响雨量；

15、所述水温变化通过对各区域水体中的温度进行观测和记录，再分别对各区域温度数据进行分析和计算，得出水温变化f′＝s+(f0-s)e-k×f，s表示外界温度，f0表示水的初始温度，k表示导热系数，f表示水温变化时间。

16、优选的，所述步骤s3是通过对各区域内所处理得到的与产生地质灾害相关各项参数进行进一步分析，得到水文数据影响地质灾害风向的相关系数；

17、所述水文相关系数l，通过地下水位变化y，水温变化f′，进行计算，得出

18、所述环境影响系数w，通过土壤含水量i，水温变化f′，降雨量q，计算得出

19、所述地形变化系数通过径流量r，降雨量q，计算得出

20、优选的，所述步骤s4是通过水文相关系数l，环境影响系数w，地形变化系数对灾害预测评估指数进行推导并计算，得到

21、优选的，所述步骤s5是通过对与产生地质灾害相关各项水文参数进行实时监测，观测各区域内的水文数据变化趋势，并根据灾害预测评估指数对各区域内的地质灾害风险进行评估，若计算出的灾害预测评估指数高于预设的灾害预测值，则存在地质灾害风险情况，将评估的地质灾害风险结果传输至步骤s6，若计算出的灾害预测评估指数低于或等于预设的灾害预测值，则各区域在安全范围内，暂无地质灾害风险情况发生，继续对各区域地质灾害进行评估。

22、优选的，所述步骤s6是通过将监测到的各区域水文数据向相关部门进行共享，通过灾害预测评估指数所评估的地质灾害风险结果，及时向相关部门发布地质灾害预警信息，并提供相关的解决方案，帮助采取适当的防范和救灾措施。

23、本发明的技术效果和优点：

24、本发明通过设置传感器节点通过有线网络与物联网平台相连接，对水文数据进行实时采集，再进行区域划分，通过对采集的子区域水文数据进行处理，了解水文数据的变化情况，再通过处理后的子区域水文数据进行具体分析，得到水文相关系数、环境影响系数及地形变化系数，根据分析后的各项系数进一步分析推导，得出灾害预测评估指数，通过灾害预测评估指数对各区域水文发展趋势进行分析，进而对各区域地质灾害进行预测，通过计算出的灾害预测评估指数对各区域地质灾风险进行评估，以确定各区域是否存在地质灾害的风险，将监测到的各区域水文数据进行反馈，并根据所评估的地质灾害风险结果进行预警提示，并提供相关的解决方案，有利于加强数据采集的严谨度，提高了数据质量和数据监测结果的准确性，通过对水文数据变化的自动分析过程和具体的预警方案，提高了地质灾害事件的监测、预测和预警能力。

技术特征：

1.一种基于物联网的水文数据监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水文数据监测方法，其特征在于：所述步骤s1是通过在水文监测区域内，放置多个水文传感器节点，将各传感器节点通过有线网络连接到物联网平台上，对水文数据进行实时采集并监测，并通过区域划分来设置多个采集区域，对各采集区域的水文数据进行分类处理，将采集的水文数据按区域进行存储至数据库中。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水文数据监测方法，其特征在于：所述步骤s2是通过将各区域水文数据进行提取、清理及筛选，得到与产生地质灾害相关各项参数，对其进行计算；

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水文数据监测方法，其特征在于：所述步骤s3是通过对各区域内所处理得到的与产生地质灾害相关各项参数进行进一步分析，得到水文数据影响地质灾害风向的相关系数；

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水文数据监测方法，其特征在于：所述步骤s4是通过水文相关系数l，环境影响系数w，地形变化系数对灾害预测评估指数进行推导并计算，得到

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水文数据监测方法，其特征在于：所述步骤s5是通过对与产生地质灾害相关各项水文参数进行实时监测，观测各区域内的水文数据变化趋势，并根据灾害预测评估指数对各区域内的地质灾害风险进行评估，若计算出的灾害预测评估指数高于预设的灾害预测值，则存在地质灾害风险情况，将评估的地质灾害风险结果传输至步骤s6，若计算出的灾害预测评估指数低于或等于预设的灾害预测值，则各区域在安全范围内，暂无地质灾害风险情况发生，继续对各区域地质灾害进行评估。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水文数据监测方法，其特征在于：所述步骤s6是通过将监测到的各区域水文数据向相关部门进行共享，通过灾害预测评估指数所评估的地质灾害风险结果，及时向相关部门发布地质灾害预警信息，并提供相关的解决方案，帮助采取适当的防范和救灾措施。

技术总结
本发明涉及人工智能领域，且公开了一种基于物联网的水文数据监测方法，通过设置传感器节点通过有线网络与物联网平台相连接，对水文数据进行实时采集，通过对水文数据的处理，了解水文数据的变化情况，由处理后的水文数据进行具体分析，根据分析后的各项系数推导得出灾害预测评估指数，通过灾害预测评估指数对各区域水文发展趋势进行分析，进而对各区域地质灾害进行预测，以确定是否存在地质灾害的风险，将监测到的各区域水文数据进行反馈，根据所评估的地质灾害风险结果进行预警提示，有利于提高数据质量和数据监测结果的准确性，通过对水文数据变化的自动分析过程和具体的预警方案，提高了地质灾害事件的监测、预测和预警能力。

技术研发人员：张颖,裴楠,张凤华,何爱文,周尹,黄永利,李秋冉
受保护的技术使用者：河南省信阳水文水资源勘测局
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19